TC11钛合金高温持久异常断裂分析

为分析TC11钛合金高温持久试样异常断裂原因,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)观察分析高温持久异常断裂试样的断口及表面微观形貌,并用能谱仪进行微区成分分析。异常断裂试样表面发生明显氧化和多处开裂,试样断口边部存在多处深褐色氧化凹坑,断口外圆周凹坑处多发生沿晶断裂,心部为韧性断裂。试样表面裂纹区域含有Cl、Mg、Na等元素,是导致试样异常断裂的直接原因。Mg、Na、Cl等元素是由捆绑热电偶的石棉绳引入,在高温环境下试样表面发生热盐应力点腐蚀,随着高温持久试验应力的持续加载试样发生形变,点腐蚀凹坑处产生裂纹并迅速延伸导致试样异常断裂。采用镍铬丝捆绑热电偶时试样表面未发生热盐应力腐蚀,其对TC11钛合金持久性能的影响很小。     

焦炉用铠装热电偶失效原因分析

国内某钢铁厂焦炉测温用铠装热电偶,安装后使用5天便发生了失效故障,无法显示温度读数。为探究其热电偶失效原因,对其铠装热电偶先后进行了低倍下的宏观形貌观察、扫描断口分析、显微组织分析和电子探针成分分析等。结果表明:该热电偶失效的原因是镍铬端发生了择优氧化。改进措施及建议:使用时合理选择适合型号的热电偶,排除K型热电偶在加工时表面的氧化皮以及还原性介质的介入和采用较小的长径比。     

不锈钢无缝管加工过程中断裂原因简析

通过对不锈钢无缝管坯料质量、加热制度的分析以及管坯在热穿孔、酸洗和冷加工过程中发生断裂的宏观形貌的观察,分析了不锈钢无缝管加工断裂的原因。指出合理地选择加工工艺和严守操作规程将减少钢管加工中的断裂。提出了防止不锈钢管加工中发生断裂的一些具体措施。     

20CrMn钢齿轮断裂原因分析

20CrMn钢齿轮在使用过程中发生断裂。对断裂和未断裂的齿轮进行了化学成分分析、显微组织观察、硬度测试及断口分析。结果表明,齿轮断裂为疲劳断裂,是由齿根处发生完全脱碳导致疲劳源的产生及齿轮表面加工粗糙所造成的。     

钢制拉伸器螺母开裂失效分析

拉伸器在使用过程中螺母突然断裂。通过宏微观观察、扫描电子显微镜及能谱分析、金相观察及显微硬度检测。从材质、热处理工艺、应力状态和使用环境等方面综合分析了螺母的断裂情况、断裂性质和原因,并判定了断裂机理。结果表明:螺母断裂性质为韧性断裂,随后在交变应力下发生疲劳扩展,最终导致失效。夹杂物过多是造成失效的主要原因。     

湿气输送管线热电偶套管失效分析

长庆气田某段天然气输送管线在役热电偶运行仅10个月就发生突然失效，无法进行温度测量，停输后卸下，可见热电偶套管外壁出现了严重的点蚀现象。采用宏观分析和剖管检测观察套管内外壁腐蚀情况，采用扫描电镜 (SEM) 分析微观形貌，采用直读火花光谱仪分析套管材质，采用能谱分析 (EDS) 和X射线衍射仪 (XRD) 对腐蚀产物进行成分分析。结果表明：热电偶套管未按设计要求使用304奥氏体不锈钢，而使用了2Cr13马氏体不锈钢，且材质存在设计要求较低的问题。另外，湿气输送时，天然气中含有一定饱和度的水分，在CO₂、H₂S、Cl^-等多种腐蚀因素的协同作用下，2Cr13热电偶套管很快出现点蚀穿孔，进而导致热电偶腐蚀失效。最后，针对湿气输送工况下热电偶套管的腐蚀机理，提出了相应的改进措施。     

排气系统缠绕式金属软管断裂原因分析

卡车发动机排气系统中的缠绕式金属软管在行驶过程中发生断裂及卡死现象。通过宏观分析、断口观察、金相分析、能谱分析及硬度检测等手段,对金属软管断裂的原因进行分析:粘着磨损和磨粒磨损导致金属软管的截面厚度逐渐变薄,截面变薄后零件抗疲劳性能下降,最终发生疲劳断裂。发生卡死的原因是车辆在行驶过程中,由车轮激起的泥沙或其他异物逐渐进入金属软管空隙,在金属软管间隙内淤积,而卡死也加速了金属软管的断裂。针对失效原因,提出了防止金属软管发生卡死和断裂的方法。     

高强度铝青铜合金锻造失效分析

采用扫描电镜对高强度铝青铜合金在锻造过程中出现的断裂现象进行了显微组织观察和失效分析。通过宏观断口分析和显微组织观察,发现合金中出现了角度为45°的裂纹和一些断裂区域。分析表明,高强度铝青铜合金在锻造过程中出现的断裂现象,主要是由于变形应力超过了合金的抗拉强度和合金中的K相形成了断裂的裂纹源,致使其发生了脆性断裂。     

还原性气氛中铂铑10—铂热电偶的脆断失效及应用研究

试验证实了高温下铂铑 10 -铂热电偶在 H2 或 CO气氛中使用时因脆性而会很快断裂失效。采用透射电镜(TEM)对脆断偶丝进行了研究认为 :脆断失效的根本原因在于 Si与 Pt作用形成 Pt5 Si2 低熔点共晶物 ,使偶丝局部熔点降低而熔化 ,发生脆断。通过采用 Sol Gel Dip Coating工艺在铂铑 10 -铂热电偶丝上成功制备了 Al2 O3· Y2 O3涂层。对涂层铂铑 10 -铂热电偶分别在 H2 和 CO还原性气氛中进行了试验研究 ,结果表明涂层铂铑 10 -铂热电偶试样可通过还原性气氛中长期稳定性试验 ,克服了脆断失效问题     

汽提塔冷凝器螺栓断裂原因分析

汽提塔冷凝器法兰处螺栓在安装一段时间后部分发生断裂。通过对螺栓断口进行宏观和微观观察、扫描电镜观察、金相组织分析和XRD分析、能谱分析,发现了其断裂的原因。结果显示,螺栓在较高的应力和泄漏的腐蚀介质HF酸作用下,发生了应力腐蚀,从而在一定时间内引发了螺栓疲劳断裂。     

ZznAlD4-0.5锌合金连接件断裂失效分析

采用理化实验对断裂的ZznAlD4-0.5锌合金连接件进行了失效分析。结果表明,该件在工作状态下,由于Cl-的渗透发生断裂;结合其实际受力情况﹑工作环境综合分析,得出了连接件的断裂属于长期处于腐蚀性工作环境而造成的腐蚀断裂。     

GH4033高温合金螺栓断裂原因分析

催化装置滑阀螺栓使用时发生断裂,导致阀体导轨和阀板脱落.通过对滑阀导轨GH4033螺栓进行宏观观察、化学成分分析、显微组织检查、断口分析、微观观察,确定其断裂原因.结果表明:该螺栓是由高温蠕变损伤引起的沿晶脆性断裂;因热处理不当,螺栓组织中晶粒粗大,第二相和沿晶碳化物较少,弱化细晶强化、第二相强化和晶界强化作用,导致蠕...     

Stress-Shielding Effect of Nitinol Swan-Like Memory Compressive Connector on Fracture Healing of Upper Limb

In this article, the stress-shielding effect of a Nitinol swan-like memory compressive connector (SMC) is evaluated. Patients with fracture healing of an upper limb after SMC internal fixation or stainless steel plate fixation were randomly selected and observed comparatively. With the informed consent of the SMC group, minimal cortical bone under the swan-body and swan-neck was harvested; and in the steel plate fixation group, minimal cortical bone under the steel plate and opposite side to the steel plate was also harvested for observation. Main outcome measurements were taken such as osteocyte morphology, Harversian canal histological observation under light microscope; radiographic observation of fracture healing, and computed tomography quantitative scanning of cortical bone. As a conclusion, SMC has a lesser stress-shielding effect to fixed bone than steel plate. Finally, the mechanism of the lesser stress-shielding effect of SMC is discussed.     

充氚不锈钢焊缝微观组织

用电子显微镜研究了不锈钢电子束、激光束焊缝试样在高温气相充氢氚后断裂的微观行为及显微组织,并用材料试验机测试了其断裂强度.结果表明;不锈钢焊缝试样充氢氚后断裂强度值略有下降,断口组织中出现了明显的氢脆断裂特征:氢脆撕裂岭、准解理断裂形态、沿晶断裂形态和氢致二次裂纹.TEM研究表明,气态氚有与晶界初生析出物交互作用形成氚蚀裂纹趋势;裂纹萌生在形变带和晶界处.     

Grain size dependent alumina fracture mechanics stress intensity

Various grain size dependent hardness test results obtained on alumina materials are brought together on a Hall–Petch (H–P) inverse square root of grain diameter basis to illustrate the normal expectation of greater strengthening for finer grained material, not unrelated to the observation that structural ceramic materials are employed often in a very much finer grain size condition than counterpart structural metals and alloys. Here, the H–P dependence is shown to carry over to describing recent, mutually confirming, hardness-based measurements of the fracture mechanics stress intensity of alumina materials at small grain sizes. The somewhat surprising dependence relates to the frequent observation that an increase in plastic flow strength of a structural material is associated with a decrease in its fracture toughness. For the case of strengthening by grain size refinement, however, the fracture stress of a material is raised more than the plastic flow stress and so greater local plastic work is required for fracturing.     

2Cr13不锈钢的回火脆性

研究2Cr13不锈钢在回火脆性温度区间附近进行回火后,硬度、冲击性能的变化和断口形貌演变。结果表明,2Cr13不锈钢在490~550 ℃回火后,硬度处于40~50 HRC之间,相应的冲击性能呈现下降趋势;在570~620 ℃回火后,不锈钢的硬度在30~38 HRC范围内,冲击性能逐渐升高。通过对冲击断口形貌进行观察,在490~560 ℃回火,不锈钢断裂模式由解理断裂向沿晶断裂转变;随着回火温度升高,最终转变为沿晶+解离的断裂模式,微观上沿晶断裂断面尺寸逐渐缩小,解离数量逐渐增多,表现为宏观上冲击性能的提高。     

加载速率对TiAl基合金断裂机理的影响

通过拉伸断裂、拉伸卸载实验和相应的SEM观察研究了载荷控制下加载速率对具有全层（FL）和双态（DP）组织TiAl基合金断裂机理的影响。结果表明：当加载速率比较小时，微裂纹的面密度较大，即有足够的时间开裂，裂纹沿着晶界或者层间起裂，并且在层团内部基本上沿着层间扩展，基本上没有河流纹走向，沿层断裂面占整个断口的绝大部分，断口上晶粒结构比较明显，对材料性能影响较大：加载速率较大时裂纹没有足够的时间起裂和扩展，因此在断裂时形成很多河流纹走向，而且断口形貌中晶粒结构不明显；由于提前开裂的裂纹很少，所以表现出断面上分布的断裂小面的尺寸较小，从而对材料性能影响较小。     

某铸造铝合金电插座的断裂失效分析

对一批“运八”飞机某电插座外套的断裂失效进行了断口、化学成分和显微组织等试验分析、从材料、工艺和结构方面进行了讨论研究，从而找出了断裂的主要原因，并提出了改进意见。     

Fracture of severely plastically deformed Ta and Nb

A comparative study focusing on the fracture characteristics of severely plastically deformed (SPD) Nb and Ta is presented. Since many SPD-processes lead to typically elongated microstructures, orientation dependent fracture toughness measurements with three different crack orientations were performed. Among the various testing orientations, two exhibit a considerably high fracture toughness in both materials. The high fracture resistance in these orientations will be discussed on the basis of the significance of crack deflection and delamination processes. In both materials the lowest fracture toughness was found in the third testing orientation parallel to the grain elongation. However, between Nb and Ta the fracture toughness differs in this orientation by a factor of three, rendering Nb even parallel to the grain alignment to a quite fracture resistant material.     

Zr对铸造MgZn5Nd3.5合金组织和性能的影响

制备了不同Zr含量的MgZn5Nd3．5ZrX合金，研究了Zr元素对合金晶粒大小及铸态力学性能的影响。显微组织观察表明，当w（Zr）≤0．8％时，合金晶粒度随Zr含量增加而减小；当w（Zr）〉0．8％时，合金晶粒度基本保持不变。力学性能测试表明，Zr元素的添加，使合金铸态下的抗拉强度和伸长率均得到了提高。拉伸断口SEM形貌分析表明，合金断裂方式由准解理断裂向韧性断裂发生转变。